CN201004633Y - 一种电力线通讯网络适配器 - Google Patents

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王民利
孙德志
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Abstract

本实用新型公开了一种电力线通讯网络适配器，包括：中央控制单元1；与中央控制单元1连接的高速模拟前端单元2；与高速模拟前端单元2连接的驱动/滤波单元3；与驱动/滤波单元3及外界电力线连接的信号耦合/隔离单元4；以太网物理层单元5，与中央控制单元1连接；以太网接口单元6，与以太网物理层单元5连接，并且还通过以太网线与用户终端设备连接；与中央控制单元1连接的存储器单元7；与中央控制单元1连接的LED指示灯8；由外界交流电源供电并为每个单元提供所需电压的电源单元9。本实用新型关键元件均选用高性能、高速的器件，其通讯速率可达200Mbps，而且其体积小，配置简单，可即插即用。

Description

一种电力线通讯网络适配器
技术领域
本实用新型属于宽带网络接入设备领域，尤其涉及一种具有高速通讯功能的电力线通讯网络适配器。
背景技术
电力线通讯(Power Line Communication，简称PLC)，是一种利用已经存在的电力线网络载波进行宽带通信的技术。
目前，电力线通讯产品分为两个部分：室外PLC接入设备(Outdoor)和室内用户端设备(Indoor)。现在的网络接入领域，应用ADSL和CABLELAN接入时间早，普及率高，所以更换应用/新建PLC接入设备的地区比较少；而用户端设备，因为室内的电力线网络比以太网(ETH网络)的普及率要高得多，因此用户端设备应用较广。
图1给出了应用ETH网络的示意图，存在以下缺陷：需要重新增设、定点排布网线，需要多口网络交换机，交换机的端口数量要大于等于网内电脑数量，而且会破坏场所装潢和美观，工程量相对比较大。应用电力线网络进行通讯，可以克服以上的缺点，如图2所示，给出了应用电力线网络组建局域网的示意图，先通过一个电力线通讯网络适配器与网络接入设备连接，将通讯信号引入到电网，每个需要连接网络的设备分别用一个电力线通讯网络适配器连接到电网，既可以实现电力线通讯网络适配器组网，而且电力线通讯网络适配器即插即用，可以通过改变使用的电源插座来随时移动上网位置。
目前，14Mbps和85Mbps速率电力线通讯产品得到了较广泛应用，随着家庭网络速度要求的提高，低通讯速率系列产品已经不再能够满足客户的需求，因此需要开发高通讯速率的电力线通讯网络适配器以满足客户的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有高速通讯功能、可实现宽带网络的接入/共享的电力线通讯网络适配器。
为解决上述问题本实用新型采用以下技术方案：
一种电力线通讯网络适配器包括：
中央控制单元；
可实现模/数、数/模转换和自动增益控制并为中央控制单元提供时钟的高速模拟前端单元；
与高速模拟前端单元连接、用于信号的输出驱动以及输入高阶滤波的驱动/滤波单元；
与驱动/滤波单元及外界电力线连接、可通过高频磁环进行信号耦合达到电力线载波并隔离强弱电的信号耦合/隔离单元；
以太网物理层单元(ETH PHY单元)，与中央控制单元连接；
以太网接口单元(ETH接口单元)，与以太网物理层单元(ETH PHY单元)连接，并且还通过以太网线与用户终端设备连接；
与中央控制单元连接、用于存储***启动程序和变量参数、并提供程序数据的存储以及作为发送/接收数据的缓冲器的存储器单元；
与中央控制单元连接、用来表征工作状态的LED指示灯；
由外界交流电源供电并为每个单元提供所需电压的电源单元。
所述中央控制单元是高性能的Int6000型中央处理芯片，通过控制总线(AFE总线)和数据接口连接到高速模拟前端单元。
所述高速模拟前端单元是高速、高精度的AD9865型芯片。
所述驱动/滤波单元包括驱动单元和滤波单元，驱动单元是OPA2674型芯片，用于信号的输出驱动；滤波单元是高阶滤波单元，用于输入高阶滤波。
所述存储器单元包括只读存储器和高速随机存储器；只读存储器与中央控制单元连接，用于存储***启动程序和变量参数；高速随机存储器与中央控制单元连接，为中央控制单元提供程序数据的存储以及作为发送/接收数据的缓冲器。
所述只读存储器是W25P16型只读存储器；高速随机存储器是AT3664164P-7H、M12L64164-7T型等高速随机存储器。
所述以太网物理层单元通过媒体无关接口总线(MII总线)与中央控制单元连接；以太网接口单元(ETH接口单元)通过其RJ45网口与以太网线连接，以太网线与用户终端设备连接。
所述LED指示灯由三个发光二极管组成，三个发光二极管分别为电源指示灯、网口指示灯、电力线数据指示灯，都通过电阻与中央控制单元连接，用来表征工作状态；所述电阻的电阻值为200Ω。
所述电源单元采用AC100-230V、50/60Hz输入的开关电源。
本实用新型与现有技术相比，首先由于采用交流电压直接供电，高性能中央控制器，高速、高精度模拟前端，高速大容量存储器，通用PHY芯片，LED工作状态指示灯，内置开关电源，高频磁环信号耦合与隔离，关键元件均选用高性能、高速的器件，以实现在应用中电力线通讯高速率，可达200Mbps；第二，本实用新型可实现宽带网络的接入/共享、标清/高清视频共享、视频/音频数据流共享、电脑数据共享、网络游戏等多种对通讯速率要求较高的业务；第三，本实用新型体积小，配置简单，外接配件少，而且还安全和节能，可即插即用。
附图说明
图1是ETH网络组网示意图；
图2是电力线通讯网络适配器组网示意图；
图3是本实用新型电力线通讯网络适配器的电路原理框图。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
如图3所示，本实用新型的电力线通讯网络适配器包括：中央控制单元1；与中央控制单元1连接、可实现模/数、数/模转换和自动增益控制并为中央控制单元1提供时钟的高速模拟前端单元2；与高速模拟前端单元2连接、用于信号的输出驱动以及输入高阶滤波的驱动/滤波单元3；与驱动/滤波单元3及外界电力线连接、可通过高频磁环进行信号耦合达到电力线载波并隔离强弱电的信号耦合/隔离单元4；ETH PHY单元5，与中央控制单元1连接；ETH接口单元6，与ETH PHY单元5连接，并且还通过以太网线与用户终端设备连接；与中央控制单元1连接、用于存储***启动程序和变量参数、并提供程序数据的存储以及作为发送/接收数据的缓冲器的存储器单元7；与中央控制单元1连接、用来表征工作状态的LED指示灯8；由外界交流电源供电并为每个单元提供所需电压的电源单元9。
中央控制单元1是高性能的Int6000型中央处理芯片，通过控制总线和数据接口连接到高速模拟前端单元2；高速模拟前端单元2是高速、高精度的AD9865型芯片；驱动/滤波单元3包括驱动单元31和滤波单元32，驱动单元31是OPA2674型芯片，用于信号的输出驱动；滤波单元32是高阶滤波单元，用于输入高阶滤波；存储器单元7包括只读存储器71和高速随机存储器72；只读存储器71与中央控制单元1连接，用于存储***启动程序和变量参数；高速随机存储器72与中央控制单元1连接，为中央控制单元1提供程序数据的存储以及作为发送/接收数据的缓冲器；只读存储器71是W25P16型只读存储器；高速随机存储器72是AT3664164P-7H型高速随机存储器，也可以使用同容量、参数的芯片替代，如M12L64164-7T等；ETH PHY单元5通过MII总线与中央控制单元1连接；ETH接口单元6通过其RJ45网口与以太网线连接，以太网线与用户终端设备连接；LED指示灯8由三个发光二极管组成，三个发光二极管分别为电源指示灯、网口指示灯、电力线数据指示灯，都通过电阻与中央控制单元1连接，用来表征工作状态；电阻的电阻值为200Ω；电源单元9采用AC100-230V、50/60Hz输入的开关电源。
在本实施例中，中央控制单元1采用高性能的Int6000型中央处理芯片，高速模拟前端单元2采用高速、高精度的AD9865型芯片，使得电力线通讯速率可达200Mbps，整个***由电源单元9供电。外接AC100V-230V、50/60Hz电源，经过电源单元9的AC/DC转换电路输出***所需的10V和3.3V，并通过DC/DC转换电路输出中央处理芯片所需的核电压1.2V。***上电后，自动装载只读存储器中的程序/变量，在中央控制单元1的控制下完成***自检，进入待工作状态。ETH PHY单元5接收到用户终端设备如PC等发送的信号，处理后，通过MII总线传输信号给中央控制单元1，由中央控制单元1进行信号处理并发送到高速模拟前端单元2，由高速模拟前端单元2进行数/模转换，经过驱动单元31、信号耦合/隔离单元4，将调制好的信号载波到电力线上，完成电力线信号的调制；从电力线上接收信号时与发送相反，即信号先经过信号耦合/隔离单元4及滤波单元32，提取有用的信号给高速模拟前端单元2，由高速模拟前端单元2进行模/数转换，将处理好的信号提供给中央控制单元1，完成电力线信号的解调；经过ETH PHY单元5处理，输出信号给用户终端设备，如PC等。
本实用新型可使得电力线通讯速率达到200Mbps，可广泛应用于电力线通讯，具有高效率、体积小、质量轻、安全、环保等特点。

Claims (10)

1.一种电力线通讯网络适配器，其特征在于，包括：
中央控制单元(1)；
与中央控制单元(1)连接、可实现模/数、数/模转换和自动增益控制并为中央控制单元(1)提供时钟的高速模拟前端单元(2)；
与高速模拟前端单元(2)连接、用于信号的输出驱动以及输入高阶滤波的驱动/滤波单元(3)；
与驱动/滤波单元(3)及外界电力线连接、可通过高频磁环进行信号耦合达到电力线载波并隔离强弱电的信号耦合/隔离单元(4)；
以太网物理层单元(5)，与中央控制单元(1)连接；
以太网接口单元(6)，与以太网物理层单元(5)连接，并且还通过以太网线与用户终端设备连接；
与中央控制单元(1)连接、用于存储***启动程序和变量参数、并提供程序数据的存储以及作为发送/接收数据的缓冲器的存储器单元(7)；
与中央控制单元(1)连接、用来表征工作状态的LED指示灯(8)；
由外界交流电源供电并为每个单元提供所需电压的电源单元(9)。
2.根据权利要求1所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述中央控制单元(1)是Int6000型中央处理芯片，通过控制总线和数据接口连接到高速模拟前端单元(2)。
3.根据权利要求2所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述高速模拟前端单元(2)是AD9865型芯片。
4.根据权利要求3所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述驱动/滤波单元(3)包括驱动单元(31)和滤波单元(32)，驱动单元(31)是OPA2674型芯片，用于信号的输出驱动；滤波单元(32)是高阶滤波单元，用于输入高阶滤波。
5.根据权利要求4所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述存储器单元(7)包括只读存储器(71)和高速随机存储器(72)；只读存储器(71)与中央控制单元(1)连接，用于存储***启动程序和变量参数；高速随机存储器(72)与中央控制单元(1)连接，为中央控制单元(1)提供程序数据的存储以及作为发送/接收数据的缓冲器。
6.根据权利要求5所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述只读存储器(71)是W25P16型只读存储器；高速随机存储器(72)是AT3664164P-7H、M12L64164-7T高速随机存储器。
7.根据权利要求1～6任一项所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述以太网物理层单元(5)通过媒体无关接口总线与中央控制单元(1)连接；以太网接口单元(6)通过其RJ45网口与以太网线连接，以太网线与用户终端设备连接。
8.根据权利要求7所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述LED指示灯(8)由三个发光二极管组成，三个发光二极管分别为电源指示灯、网口指示灯、电力线数据指示灯，都通过电阻与中央控制单元(1)连接，用来表征工作状态。
9.根据权利要求8所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述电阻的电阻值为200Ω。
10.根据权利要求9所述的电力线通讯网络适配器，其特征在于，所述电源单元(9)采用AC100-230V、50/60Hz输入的开关电源。
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